CN109079656B - 一种用于薄壁零件打磨的支撑装置 - Google Patents

Abstract

一种用于薄壁零件打磨的支撑装置，它涉及磨削技术领域。本发明解决了现有的人工方式、专用设备或机器人磨削方式中的支撑保护装置存在机动性差、对于薄壁零件的适应能力弱的问题。本发明的随形托架、支撑架和电动旋转台由上至下依次设置，支撑架的下端面与电动旋转台的动力输出端转动连接，随形托架可拆卸地安装在支撑架的上端面上，升降机构、平移支架和水平移动组件由上至下依次设置在电动旋转台的下部，平移支架与水平移动组件水平滑动连接，升降机构与平移支架竖直滑动连接，升降机构的上部与电动旋转台的下部固接，升降伺服电机设置在平移支架的内部，升降伺服电机的输出轴与升降机构的动力输入端连接。本发明用于薄壁零件的打磨支撑。

Description

一种用于薄壁零件打磨的支撑装置

技术领域

本发明涉及磨削技术领域,具体涉及一种用于薄壁零件打磨的支撑装置。

背景技术

磨削作为一种常用的技术，以其不可替代的技术特性广泛应用于航空航天产品制造、汽车制造等制造业各个领域中。目前制造业中较为广泛地使用专用机床或人工方式对工件进行打磨，而对于工件的定位支撑，较多的采用卡爪、卡盘进行定位，这种方式对于工件的适应性差，对于一些特殊形状的工件如薄壁件的效果较差。而且，由于薄壁类零件的刚度、强度较差，在进行打磨过程中，容易被打磨力作用而产生较大形变甚至造成破坏，从而降低工件的打磨精度或损坏工件。在我国，磨削作业多数还是依靠人工进行，人工磨削的磨削工作强度大，工作环境恶劣，人工成本高，并且还需要经验丰富的工人完成。对于磨削自动化的应用，最常用的是基于机器人的磨削应用，对于机器人磨削，为了方便机器人操作，通常需要采用专用的工作台对工件进行支撑与定位。但这种设备结构较为复杂并且通常是专用的，对不同的工件缺乏适应性，同时缺乏自由度，这对机器人的打磨轨迹规划和控制等都提出了严峻的考验。

综上所述，现有的人工方式、专用设备或机器人磨削方式中的支撑保护装置存在机动性差、对于薄壁零件的适应能力弱的问题。

发明内容

本发明为了解决现有薄壁类零件在进行打磨过程中存在容易被打磨力作用而产生较大形变甚至造成破坏，从而降低工件的打磨精度或损坏工件的问题，进而提供一种用于薄壁零件打磨的支撑装置。

本发明的技术方案是：

一种用于薄壁零件打磨的支撑装置，它包括随形托架、支撑架、电动旋转台、升降机构、平移支架、升降伺服电机和水平移动组件，随形托架、支撑架和电动旋转台由上至下依次设置，支撑架的下端面与电动旋转台的动力输出端转动连接，随形托架可拆卸地安装在支撑架的上端面上，升降机构、平移支架和水平移动组件由上至下依次设置在电动旋转台的下部，平移支架与水平移动组件水平滑动连接，升降机构位于平移支架的上部，升降机构与平移支架竖直滑动连接，升降机构的上部与电动旋转台的下部固接，升降伺服电机设置在平移支架的内部，升降伺服电机的输出轴竖直设置，升降伺服电机的输出轴与升降机构的动力输入端连接。

进一步地，电动旋转台包括旋转电机、外罩和锥齿轮组，旋转电机的输出轴水平设置，锥齿轮组置于外罩的内部，旋转电机的输出轴与锥齿轮组的动力输入端连接，锥齿轮组的动力输出端竖直设置，锥齿轮组的动力输出端与支撑架的下端面固接。

进一步地，电动旋转台的锥齿轮组包括主动锥齿轮、从动锥齿轮、第一锥齿轮轴和第二锥齿轮轴，第一锥齿轮轴水平设置，主动锥齿轮安装在第一锥齿轮轴上，第一锥齿轮轴与旋转电机3-1的输出轴连接，第二锥齿轮轴竖直设置，从动锥齿轮安装在第二锥齿轮轴上，主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合。

进一步地，升降机构包括第一螺旋副、升降架和四个导向单元，第一螺旋副竖直设置在平移支架的内部，第一螺旋副的动力输入端与旋转电机的输出轴连接，第一螺旋副的动力输出端与升降架连接，四个导向单元沿竖直方向均布在平移支架的四个立柱上，四个导向单元的上端与升降架固接，四个导向单元分别与平移支架的四个立柱滑动连接。

进一步地，每个导向单元包括导向板、第一滑轨和第一滑块，第一滑轨竖直设置在平移支架的立柱上，第一滑块的一侧与第一滑轨滑动连接，第一滑块的另一侧与导向板的下部固接，导向板的上部与升降架固接。

进一步地，水平移动组件包括水平支架、移动伺服电机、第二螺旋副、第二滑轨和第二滑块，第二螺旋副与第二滑轨沿水平支架的长度方向并列设置在水平支架上，移动伺服电机的输出轴与第二螺旋副的动力输入端相连，平移支架下端面的一侧第二螺旋副的动力输出端相连，平移支架下端面的另一侧固接用于与第二滑轨滑动连接的第二滑块。

进一步地，随形托架包括两个相背设置的随形托板和托板支架，两个随形托板均固定安装在托板支架的上部，每个随形托板包括第一随形条、第二随形条和第三随形条，第一随形条、第二随形条和第三随形条由前至后首尾顺次连接并固定在托板支架的上部边缘位置，托板支架包括上层支架、下层支架和多个中间竖杆，上层支架和下层支架平行布置，上层支架和下层支架之间均布多个中间竖杆。

进一步地，第一随形条、第二随形条和第三随形条的一侧均设有用于与薄壁零件的形状配合的斜面。

进一步地，所述支撑装置还包括拖链，拖链安装在水平移动组件的第二滑轨的滑轨支架上。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明所述的支撑装置用于薄壁零件的打磨支撑，保护薄壁零件在受打磨力冲击下而不发生变形或损坏。所述支撑装置的顶端设有可拆卸的随形托架，采用随型托架对薄壁零件进行支撑，弥补了薄壁零件刚度差的缺点，避免了因打磨力造成的薄壁零件形变，同时保护薄壁零件在加工过程中不致破坏，可应用于人工、专用设备或机器人磨削等不同方式。

2、本发明所述的支撑装置具有三个自由度，随形托架通过支撑架与电动旋转台转动相连，完成精准的旋转动作；升降机构通过第一螺旋副将升降伺服电机的转动运动调整为竖直方向的直线运动，在升降伺服电机的驱动下，实现随形托架的精确升降，保证随形托架与薄壁零件紧密贴合；平移支架在水平移动组件的驱动下实现水平方向的直线运动，进而完成了整个支撑装置在水平方向的直线运动；可以使薄壁零件以更多的位姿进行加工，方便了机器人的操作。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的轴测图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的一种用于薄壁零件打磨的支撑装置，它包括随形托架1、支撑架2、电动旋转台3、升降机构4、平移支架5、升降伺服电机6和水平移动组件7，随形托架1、支撑架2和电动旋转台3由上至下依次设置，支撑架2的下端面与电动旋转台3的动力输出端转动连接，随形托架1可拆卸地安装在支撑架2的上端面上，升降机构4、平移支架5和水平移动组件7由上至下依次设置在电动旋转台3的下部，平移支架5与水平移动组件7水平滑动连接，升降机构4位于平移支架5的上部，升降机构4与平移支架5竖直滑动连接，升降机构4的上部与电动旋转台3的下部固接，升降伺服电机6设置在平移支架5的内部，升降伺服电机6的输出轴竖直设置，升降伺服电机6的输出轴与升降机构4的动力输入端连接。

具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的电动旋转台3包括旋转电机3-1、外罩3-2和锥齿轮组，旋转电机3-1的输出轴水平设置，锥齿轮组置于外罩3-2的内部，旋转电机3-1的输出轴与锥齿轮组的动力输入端连接，锥齿轮组的动力输出端竖直设置，锥齿轮组的动力输出端与支撑架2的下端面固接。如此设置，旋转电机3-1驱动锥齿轮组，使锥齿轮组带动支撑架2实现转动，外罩3-2用于保护锥齿轮组。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的电动旋转台3的锥齿轮组包括主动锥齿轮、从动锥齿轮、第一锥齿轮轴和第二锥齿轮轴，第一锥齿轮轴水平设置，主动锥齿轮安装在第一锥齿轮轴上，第一锥齿轮轴与旋转电机3-1的输出轴连接，第二锥齿轮轴竖直设置，从动锥齿轮安装在第二锥齿轮轴上，主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合。如此设置，旋转电机3-1驱动主动锥齿轮，使主动锥齿轮带动从动锥齿轮转动，进而实现随形托架1的转动。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的升降机构4包括第一螺旋副4-1、升降架4-2和四个导向单元，第一螺旋副4-1竖直设置在平移支架5的内部，第一螺旋副4-1的动力输入端升降伺服电机6的输出轴连接，第一螺旋副4-1的动力输出端与升降架4-2连接，四个导向单元沿竖直方向均布在平移支架5的四个立柱上，四个导向单元的上端与升降架4-2固接，四个导向单元分别与平移支架5的四个立柱滑动连接。如此设置，升降机构4通过第一螺旋副4-1将升降伺服电机6的转动运动调整为竖直方向的直线运动，在升降伺服电机6的驱动下，实现随形托架1的精确升降，保证随形托架1与薄壁零件紧密贴合。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的每个导向单元包括导向板4-3、第一滑轨4-4和第一滑块4-5，第一滑轨4-4竖直设置在平移支架5的立柱上，第一滑块4-5的一侧与第一滑轨4-4滑动连接，第一滑块4-5的另一侧与导向板4-3的下部固接，导向板4-3的上部与升降架4-2固接。如此设置，升降伺服电机6驱动第一螺旋副4-1实现随形托架1的升降，通过每个导向单元的第一滑轨4-4与第一滑块4-5的滑动配合，提供稳定的支撑力。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的水平移动组件7包括水平支架7-1、移动伺服电机7-2、第二螺旋副7-3、第二滑轨7-4和第二滑块，第二螺旋副7-3与第二滑轨7-4沿水平支架7-1的长度方向并列设置在水平支架7-1上，移动伺服电机7-2的输出轴与第二螺旋副7-3的动力输入端相连，平移支架5下端面的一侧第二螺旋副7-3的动力输出端相连，平移支架5下端面的另一侧固接用于与第二滑轨7-4滑动连接的第二滑块。如此设置，平移支架5在水平移动组件7的驱动下实现水平方向的直线运动，进而完成了整个支撑装置在水平方向的直线运动；可以使薄壁零件以更多的位姿进行加工，方便了机器人的操作。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的随形托架1包括两个相背设置的随形托板1-1和托板支架1-2，两个随形托板1-1均固定安装在托板支架1-2的上部，每个随形托板1-1包括第一随形条1-1-1、第二随形条1-1-2和第三随形条1-1-3，第一随形条1-1-1、第二随形条1-1-2和第三随形条1-1-3由前至后首尾顺次连接并固定在托板支架1-2的上部边缘位置，托板支架1-2包括上层支架1-2-1、下层支架1-2-2和多个中间竖杆1-2-3，上层支架1-2-1和下层支架1-2-2平行布置，上层支架1-2-1和下层支架1-2-2之间均布多个中间竖杆1-2-3。如此设置，随形托架1与待加工薄壁零件边缘同尺寸加工，随形托板1-1的上表面与薄壁零件下表面紧密贴合。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的第一随形条1-1-1、第二随形条1-1-2和第三随形条1-1-3的一侧均设有用于与薄壁零件的形状配合的斜面。如此设置，可以准确贴合薄壁零件，提供稳定的支撑力。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式九：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的所述支撑装置还包括拖链8，拖链8安装在水平移动组件7的第二滑轨7-4的滑轨支架上。如此设置，拖链8用于布置电动旋转台3和升降伺服电机6的供电电缆。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。

工作原理

本发明的所述支撑装置的顶端设有可拆卸的随形托架，采用随型托架对薄壁零件进行支撑，保护薄壁零件在受打磨力冲击下而不发生变形或损坏。本发明具有三个自由度，可以使薄壁零件以更多的位姿进行加工，方便了机器人的操作。电动旋转台驱动支撑架，完成随形托架精准的旋转动作；升降伺服电机驱动第一螺旋副，使第一螺旋副带动升降机构完成竖直方向的直线运动，进而实现随形托架的精确升降，保证随形托架与薄壁零件紧密贴合；水平移动组件驱动平移支架实现水平方向的直线运动，进而完成整个支撑装置在水平方向的直线运动。

Claims (7)

1.一种用于薄壁零件打磨的支撑装置，其特征在于：它包括随形托架(1)、支撑架(2)、电动旋转台(3)、升降机构(4)、平移支架(5)、升降伺服电机(6)和水平移动组件(7)，随形托架(1)、支撑架(2)和电动旋转台(3)由上至下依次设置，支撑架(2)的下端面与电动旋转台(3)的动力输出端转动连接，随形托架(1)可拆卸地安装在支撑架(2)的上端面上，随形托架(1)包括两个相背设置的随形托板(1-1)和托板支架(1-2)，两个随形托板(1-1)均固定安装在托板支架(1-2)的上部，随形托架(1)与待加工薄壁零件边缘同尺寸加工，随形托板(1-1)的上表面与薄壁零件下表面紧密贴合，每个随形托板(1-1)包括第一随形条(1-1-1)、第二随形条(1-1-2)和第三随形条(1-1-3)，第一随形条(1-1-1)、第二随形条(1-1-2)和第三随形条(1-1-3)由前至后首尾顺次连接并固定在托板支架(1-2)的上部边缘位置，托板支架(1-2)包括上层支架(1-2-1)、下层支架(1-2-2)和多个中间竖杆(1-2-3)，上层支架(1-2-1)和下层支架(1-2-2)平行布置，上层支架(1-2-1)和下层支架(1-2-2)之间均布多个中间竖杆(1-2-3)，第一随形条(1-1-1)、第二随形条(1-1-2)和第三随形条(1-1-3)的一侧均设有用于与薄壁零件的形状配合的斜面，升降机构(4)、平移支架(5)和水平移动组件(7)由上至下依次设置在电动旋转台(3)的下部，平移支架(5)与水平移动组件(7)水平滑动连接，升降机构(4)位于平移支架(5)的上部，升降机构(4)与平移支架(5)竖直滑动连接，升降机构(4)的上部与电动旋转台(3)的下部固接，升降伺服电机(6)设置在平移支架(5)的内部，升降伺服电机(6)的输出轴竖直设置，升降伺服电机(6)的输出轴与升降机构(4)的动力输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于薄壁零件打磨的支撑装置，其特征在于：电动旋转台(3)包括旋转电机(3-1)、外罩(3-2)和锥齿轮组，旋转电机(3-1)的输出轴水平设置，锥齿轮组置于外罩(3-2)的内部，旋转电机(3-1)的输出轴与锥齿轮组的动力输入端连接，锥齿轮组的动力输出端竖直设置，锥齿轮组的动力输出端与支撑架(2)的下端面固接。

3.根据权利要求2所述的一种用于薄壁零件打磨的支撑装置，其特征在于：电动旋转台(3)的锥齿轮组包括主动锥齿轮、从动锥齿轮、第一锥齿轮轴和第二锥齿轮轴，第一锥齿轮轴水平设置，主动锥齿轮安装在第一锥齿轮轴上，第一锥齿轮轴与旋转电机(3-1)的输出轴连接，第二锥齿轮轴竖直设置，从动锥齿轮安装在第二锥齿轮轴上，主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于薄壁零件打磨的支撑装置，其特征在于：升降机构(4)包括第一螺旋副(4-1)、升降架(4-2)和四个导向单元，第一螺旋副(4-1)竖直设置在平移支架(5)的内部，第一螺旋副(4-1)的动力输入端与升降伺服电机(6)的输出轴连接，第一螺旋副(4-1)的动力输出端与升降架(4-2)连接，四个导向单元沿竖直方向均布在平移支架(5)的四个立柱上，四个导向单元的上端与升降架(4-2)固接，四个导向单元分别与平移支架(5)的四个立柱滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于薄壁零件打磨的支撑装置，其特征在于：每个导向单元包括导向板(4-3)、第一滑轨(4-4)和第一滑块(4-5)，第一滑轨(4-4)竖直设置在平移支架(5)的立柱上，第一滑块(4-5)的一侧与第一滑轨(4-4)滑动连接，第一滑块(4-5)的另一侧与导向板(4-3)的下部固接，导向板(4-3)的上部与升降架(4-2)固接。

6.根据权利要求1或5所述的一种用于薄壁零件打磨的支撑装置，其特征在于：水平移动组件(7)包括水平支架(7-1)、移动伺服电机(7-2)、第二螺旋副(7-3)、第二滑轨(7-4)和第二滑块，第二螺旋副(7-3)与第二滑轨(7-4)沿水平支架(7-1)的长度方向并列设置在水平支架(7-1)上，移动伺服电机(7-2)的输出轴与第二螺旋副(7-3)的动力输入端相连，平移支架(5)下端面的一侧第二螺旋副(7-3)的动力输出端相连，平移支架(5)下端面的另一侧固接用于与第二滑轨(7-4)滑动连接的第二滑块。

7.根据权利要求1、2、3或5所述的一种用于薄壁零件打磨的支撑装置，其特征在于：所述支撑装置还包括拖链(8)，拖链(8)安装在水平移动组件(7)的第二滑轨(7-4)的滑轨支架上。

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